技術(shù)大講堂:最有效的鏡頭畸變校正“大法”
鏡頭畸變的產(chǎn)生是由于透鏡特性(凸透鏡匯聚光線、凹透鏡發(fā)散光線)在成像過(guò)程中對(duì)真實(shí)鏡像的一種透視失真,在鏡頭的制造過(guò)程中,如果想要消除鏡頭畸變,需要從鏡頭的光學(xué)設(shè)計(jì)入手,選取高質(zhì)量的光學(xué)玻璃來(lái)制造鏡片,然而,這些手段并不能完全消除畸變,攝像機(jī)標(biāo)定技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。
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攝像機(jī)標(biāo)定是通過(guò)建立攝像機(jī)成像的幾何模型,確定空間物體表面的三維幾何位置與其對(duì)應(yīng)的圖像中的點(diǎn)之間的關(guān)系,最終得到相機(jī)參數(shù)。攝像機(jī)標(biāo)定方法分為傳統(tǒng)攝像機(jī)標(biāo)定、主動(dòng)視覺(jué)攝像機(jī)標(biāo)定和攝像機(jī)自標(biāo)定三種方法。結(jié)合實(shí)際應(yīng)用精度要求及操作復(fù)雜度等,目前最常用的畸變校正算法為模板法,其原理是:利用一個(gè)事先做好的模板(通常為黑白棋盤(pán)格),然后對(duì)模板進(jìn)行拍攝,通過(guò)對(duì)拍攝前后提取的對(duì)應(yīng)的特征點(diǎn),根據(jù)事先建立的成像模型,通過(guò)數(shù)學(xué)方法對(duì)參數(shù)進(jìn)行求解,再將求得的參數(shù)恢復(fù)沒(méi)有畸變的源圖像。
算法基本流程
鏡頭標(biāo)定:出廠前,通過(guò)自己編寫(xiě)的軟件對(duì)每一個(gè)鏡頭進(jìn)行標(biāo)定,確定每個(gè)鏡頭的畸變參數(shù)。
校正:確定每個(gè)鏡頭的畸變系數(shù),每次拍攝時(shí)通過(guò)硬件把圖像或幀校正后再輸出
畸變方程
根據(jù)小孔成像原理,建立成像方程:
其中[R t]是成像過(guò)程中的旋轉(zhuǎn)和平移的外參,A就是需要標(biāo)定的相機(jī)畸變內(nèi)參。
鏡頭標(biāo)定
?通過(guò)拍攝的若干張照片建立方程組,求參數(shù)最優(yōu)解
校正—坐標(biāo)映射
?標(biāo)定過(guò)程就是通過(guò)鏡頭標(biāo)定求得參數(shù)得到坐標(biāo)間的映射關(guān)系。
校正—插值
評(píng)論